数据在内存中的存储

本文深入探讨了C语言中的各种数据类型,包括整形、浮点型、构造类型和空类型,以及它们在内存中的存储方式。详细讲解了原码、反码、补码的概念及其在有符号数表示中的应用,大小端字节序的区别和判断方法,以及浮点型在内存中的存储格式遵循的IEEE 754标准。

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  1. 数据类型详细介绍
  2. 整形在内存中的存储:原码、反码、补码
  3. 大小端字节序介绍及判断
  4. 浮点型在内存中的存储解析
    正文开始
    数据类型介绍
    前面我们已经学习了基本的内置类型:
    char //字符数据类型
    short //短整型
    int //整形
    long //长整型
    long long //更长的整形
    float //单精度浮点数
    double //双精度浮点数
    //C语言有没有字符串类型?
  5. 使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)。
  6. 如何看待内存空间的视角。
    类型的基本归类:
    整形家族:

char
unsigned char
signed char
short
unsigned short [int]
signed short [int]
int
unsigned int
signed int
long
unsigned long [int]
signed long [int]

浮点数家族:

double
float

构造类型:

数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union
指针类型
int pi;
char pc;
float
pf;
void
pv;

空类型:

void 表示空类型(无类型)
通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型

比如:
int a = 20;
int b = -10;
我们知道为 a 分配四个字节的空间。 那如何存储?

原码、反码、补码
计算机中的有符号数有三种表示方法,即原码、反码和补码。
三种表示方法均有符号位和数值位两部分,符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”,而数值位
三种表示方法各不相同。
原码

直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。

反码

将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到了。

补码

反码+1就得到补码。

正数的原、反、补码都相同。
对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。 这是又为什么?

3 .大小端
什么大端小端:

大端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位,保存在内存的低地址中;
小端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位,,保存在内存的高地址中。

如何写程序证明大小端

/////////////////大小端判定第二种
union Un
{
	int a ;
	char ch;
};
int Little()
{
	union Un uu;
	uu.a = 0x11223344;
	uu.ch;
	if (uu.ch == 0x44)
	{
		return 0;
	}
	return 1;
}
int main()
{
	int ret = 0;
	if (ret == 0)
	{
		printf("is little\n");
	}
	else
	{
		printf("is big\n");
	}
	return 0;
}
//////////////////////大小端判定第一种
int Little()
{
	int n = 0x11223344;
	char *p =(char*) &n;
	if (*p = 0x44)
	{
		return 0;
	}
	return 1;
}
int main()
{
	int ret = 0;
	if (ret == 0)
	{
		printf("is little\n");
	}
	else
	{
		printf("is big\n");
	}
	return 0;
}
在这里插入代码片
在这里插入代码片//输出什么?
#include <stdio.h>
int main()
{
    char a= -1;
    signed char b=-1;
    unsigned char c=-1;
    printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
    return 0; }

原码:10000000000000000000000000000001
反码:11111111111111111111111111111110
补码:11111111111111111111111111111111
char 取后8位 11111111
printf %d 整型提升 最高位符号为1 补1 整型提升后有符号为补码 11111111111111111111111111111111 源码为-1
a,b=-1 c=255超出范围
总结 :%d %u 打印char数据
a. 整形提升后补0还是补1取决于当前变量类型的最高位是0还是1;
b. 提升之后是否求原码,取决于它是什么类型的,无符号,提升后就是原码。
当%u unsinge打印时 整型提升就是原码。

4.float数据存储****
//浮点型底层如何存储
//浮点类型与0值比较是是一个范围 例如(f>=-0.000001&&f<=0.000001)

在这里插入代码片
int main()
{
	int n = 9;
	//000000000000000000000000001001
	float *pFloat = (float *)&n;
	printf("n 的 值 为 :%d\n", n);
	printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);
	//以浮点类型视角去打印
	//0 00000000 000000000000000001001  当指数位全为0时表示+-0;

	*pFloat = 9.0;
	//1001.0-> 1.001*2^3
	//0 10000010 00100000000000000000000 
	printf("num 的 值 为 :%d\n", n); 
	//1091567616 整形视角去读取数据
	printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会) 754,任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符号位,当s=0,V为正数;当s=1,V为负数。
M表示有效数字,大于等于1,小于2。

2^E表示指数位。
举例来说: 十进制的5.0,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2 。 那么,按照上面V的格式,可以得出s=0,
M=1.01,E=2。
十进制的-5.0,写成二进制是 -101.0 ,相当于 -1.01×2^2 。那么,s=1,M=1.01,E=2。
IEEE 754规定: 对于32位的浮点数,最高的1位是符号位s,接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。

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